摘要：檢驗質(zhì)量是無拖曳航天器的慣性參考基準,對檢驗質(zhì)量進行結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計、材料選擇以及不同配置方案的分析比較,能夠為今后無拖曳航天任務(wù)中引力參考敏感器的模塊化設(shè)計提供參考。本文首先分析了檢驗質(zhì)量形狀的取決要素和設(shè)計準則,以空間等效原理檢驗實驗中圓柱體檢驗質(zhì)量為例,建立了點質(zhì)量引力源對檢驗質(zhì)量的引力耦合模型,推導(dǎo)了檢驗質(zhì)量形狀尺寸的優(yōu)化設(shè)計過程,并針對檢驗質(zhì)量約束作用面和主慣性矩的特殊考量,分析了其對形狀尺寸設(shè)計的影響。然后從最大化科學(xué)測量信號強度和最小化噪聲擾動兩方面對檢驗質(zhì)量的材料進行選擇,得到低磁化率、高密度、低熱膨脹系數(shù)等屬性的材料作為檢驗質(zhì)量的備選。最后以空間引力波探測實驗為例,從加速度噪聲性能指標、方案繼承性和技術(shù)成熟度、無拖曳控制復(fù)雜度等方面對檢驗質(zhì)量的不同配置方案進行權(quán)衡取舍和比較研究。